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Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur ? Quel est son fonctionnement ?

La consommation énergétique étant l’un des principaux postes de dépense dans une maison, trouver un moyen de réduire sa facture est devenu le combat quotidien de chaque ménage. La pompe à chaleur a vu le jour pour assurer le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire de façon économe et performante. Comment fonctionne ce dispositif et surtout, quels sont les différents types de pompes à chaleur ?

Les principes de fonctionnement d'une pompe à chaleur

La pompe à chaleur est un dispositif qui a pour objectif d’apporter une énergie propre, renouvelable et gratuite dans la maison et cela, en puisant sa source dans l’environnement. En effet, le principe même d’une PAC est de capter la chaleur extérieure à partir de l’air, du sol ou de l’eau puis de la transformer à une température assez élevée pour pouvoir chauffer l’habitat. Pour pouvoir capter et restituer l’énergie, une PAC doit être dotée d’un certain nombre d’éléments. Elle est ainsi équipée de capteurs en contact avec l’air, la terre ou l’eau, d’une pompe installée à l’extérieur ou à l’intérieur de la maison et d’un dispositif de diffusion de chaleur. Attention, il ne faut pas non plus se méprendre, une PAC aura toujours besoin d’électricité pour pouvoir fonctionner : il faut quand même dépenser 1kWh pour récupérer 3kWh de l’extérieur !

A la question de savoir si la pompe à chaleur est réellement écologique, la réponse sera "oui" pour certains arguant qu'elle permet de faire des économies d’énergie très intéressantes en oubliant qu’elle émet bien des gaz à effet de serre via l'électricité dont elle a besoin. La PAC peut même remplacer un dispositif de chauffage classique si elle est installée dans une maison correctement isolée.

Cette machine qualifiée de "révolutionnaire" par certains fonctionne grâce à un évaporateur, un compresseur, un condenseur et un détendeur. Au sein de l’évaporateur, la chaleur extirpée de l’extérieur va être modifiée en vapeur. Dans le compresseur, le gaz va augmenter de température jusqu’à 90°C. Le condenseur aura pour rôle de restituer la source chaude tandis que le détendeur va permettre la baisse de température du liquide frigorigène une fois la chaleur restituée. Pour diffuser la chaleur dans la maison, l’usage d’un radiateur ou d’un plancher chauffant suffira.

fonctionnement d'une pompe à chaleur

La pompe à chaleur air / eau

La pompe à chaleur air/eau comme son nom l’indique utilise la chaleur de l’air pour la transformer en énergie via un circuit d’eau de chauffage. Elle permet ainsi d’alimenter les radiateurs, les planchers chauffants ou encore l’eau sanitaire.

Le plus gros avantage de ce modèle est certainement sa facilité d’utilisation et d’installation. La pompe à chaleur air/eau peut se substituer sans aucun problème à une chaudière thermique existante. Inutile de changer le circuit de chauffage ni les radiateurs. Au niveau de la performance, là-encore, la PAC air/eau affiche un coefficient de performance entre 3,5 et 4,2 c’est à dire que le ratio entre l’énergie électrique consommée et l’énergie thermique produite est acceptable. Eligible au crédit d’impôt, elle constitue un investissement rentable.

Côté inconvénients, les PAC air/eau peuvent afficher des performances moindres quand la température extérieure est basse. Plus il fait froid, moins elles fonctionnent. L’idéal est d’opter pour une chaudière hybride fonctionnant avec une chaudière à gaz et une pompe à chaleur en même temps pour éviter cet inconvénient.

La pompe à chaleur air / air

Une pompe à chaleur air/air a la capacité de puiser la chaleur dans l’air pour la transformer en énergie en pulsant l’air chaud dans la maison. Composée d’une unité extérieure, la PAC va utiliser cette borne pour capter les calories qui seront intégrées dans le liquide frigorigène. Ce dernier va s’évaporer puis sera aspiré et comprimé par le compresseur. Le liquide ira ensuite dans le condenseur qui produira la chaleur à partager à travers les unités intérieures.

L’avantage de la PAC air/air est qu’elle est adaptable, c’est-à-dire qu’elle peut être posée en neuf comme en rénovation, dans les appartements et les maisons. S’adaptant à toutes les pièces de l’habitat, ce modèle est aussi réversible et peut donc être employé comme climatiseur en été. Autre atout : il est également assainissant si vous installez un filtre contre le pollen, les acariens et autres nuisibles.

pompe à chaleur

Revers de la médaille, la PAC air/air affiche quelques inconvénients notamment concernant le rendement qui dépend de la température extérieure. Tout comme le modèle air/eau, l’efficacité du dispositif est réduite quand il fait froid dehors. Par ailleurs, ce dispositif n’est pas éligible au crédit d’impôt.

La pompe à chaleur eau / eau

A l’inverse des PAC air/air ou air/eau, la pompe à chaleur eau/eau va puiser la chaleur dans l’eau des nappes phréatiques dont la température est généralement plus élevée. Bien entendu, il existe d’autres possibilités notamment les cours d’eau ou les lacs. Pour faire fonctionner ce type de PAC, il faut faire un forage vertical ou utiliser un puits. Mais attention, il ne faut pas non plus que celui-ci soit trop profond car il faudrait beaucoup d’électricité pour acheminer l’énergie, ce qui diminuerait l’intérêt du dispositif.

Le principal atout de ce modèle est qu’il apporte de la chaleur, qu’importe la température extérieure. Par contre, il faudra mobiliser un budget important pour son installation car la réalisation d’un forage notamment coûte cher. La réglementation est assez stricte dans la modification des sous-sols, donc il faut bien se renseigner au préalable.

Grâce à ces dispositifs ingénieux de pompes à chaleur, il est possible de profiter d’une énergie moins onéreuse tout en étant écologique, surtout dans les régions qui ne connaissent pas de froids trop vifs en hiver... Grâce aux crédits d’impôt, à la baisse de TVA et aux aides en tout genre, l’investissement devient aussi plus intéressant.

Photo par Luna04 at fr.wikipedia (CC-BY-SA-3.0), via Wikimedia Commons

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